污水快速渗滤土地处理研究进展_郭伟

污水快速渗滤土地处理研究进展郭伟1,2李培军1(1.中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110015;2.沈阳农业大学生态系,沈阳110161)摘要针对RI系统的污染物去除机制、运行方式、系统恢复以及实践应用等方面的研究进展作一综述。RI技术的应用有着广阔的前景,必将促进我国环境保护与生态建设的发展。关键词污水快速渗滤土地处理ResearchadvancesonrapidinfiltrationlandtreatmentsystemforwastewaterGuoWei1,2LiPeijun1(1.InstituteofAppliedEcology,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110015;2.DepartmentofEcology,ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang110161)AbstractResearchadvancesinRIsystemweresummarized,suchascontaminationremovalmechanism,opera-tionregime,systemrestoration,practiceandsoon.ApplicationofRItechnologyhasaprosperousfuture,andwillac-celeratetheenvironmentalprotectionandecologicalconstruction.Keywordswastewater;rapidinfiltration;landtreatment资助项目:国家高技术研究发展计划“863”资助项目(2002AA-601022);中国科学院重大知识创新项目(KZCX2-SW-416)收稿日期:2003-07-19;修订日期:2003-09-21作者简介:郭伟(1973～),男,博士研究生,讲师,主要研究方向:污染生态学。E-mail:guowei_233@163.com20世纪70年代,由于人口、资源、能源和环境的挑战给土地处理技术带来新的机遇,污水土地处理已经发展成为可替代二级处理,甚至三级深度处理的重要污水处理途径之一,例如美国把土地处理列为A/I技术(即可供选择的革新技术)[1]。尤其对于经济欠发达而水源不足的地区,以污水土地处理系统为基础开辟一条城市污水资源化的途径,是十分符合当代发展要求的。快速渗滤土地处理系统[1～3](rapidinfiltrationlandtreatmentsystem,简称RI-LTS或RI)是污水土地处理系统的三大类型之一,将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面,污水在向下渗透过程中由于生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化和还原等一系列作用而得到净化的一种污水土地处理工艺类型。RI系统因为包括包气带(非饱和带)和非包气带(饱和带),所以也称为土壤含水层处理系统(soil-aquifertreatmentsystem,SAT)[4,5],这种观点认为污水中的污染物除了经过非饱和带中的物理、化学、生物作用以外,还要受到土壤含水层的分散、稀释等作用共同完成净化。RI系统的工艺目标是处理和再利用污水。对RI系统处理后的再生水的利用或最终的归宿如下[3]:(1)地下水回灌;(2)回收渗滤水重新利用或排入其他水体;(3)渗滤水自然补给地下水;(4)渗滤水季节性地贮存于具有回收系统场地之下的含水层中,在作物生长季节用于农业灌溉。RI工艺的显著优势是可保证终年运行,即使在寒冷的北方地区也是如此。同时该系统运行成本低,一般为常规二级污水处理基本投资的30%～60%;而能耗为常规二级污水处理的1/4[6,7]。因此,快速渗滤土地处理系统或是土壤含水层处理系统具有广阔的应用空间。1RI系统对常规污染物的去除机制及效果1.1对COD、BOD的去除RI系统对COD、BOD都有较高的去除率,美国的典型RI系统渗滤出水水质与慢速渗滤工艺的效果相当,BOD5达到0～8mg/L。经验表明,经过良好驯化第5卷第8期环境污染治理技术与设备Vol.5,No.82004年8月TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControlAug.2004的RI系统可接纳COD为1.12×104kg/ha·d,BOD5为145～1000kg/ha·d的负荷[3]。Bouwer等[8]在RI系统中研究显示,二级处理出水经过3.3m的非饱和带的净化后,COD、BOD的去除率几乎可达到100%。RI系统对COD、BOD去除机制主要是通过挥发、吸附、化学转化与生物降解等作用[9,10]。对于RI系统中有机质来说主要是靠生物降解。截留在土壤中的有机物质使微生物繁殖,微生物又进一步吸附,